DE19924182B4 - Carrier for semiconductor wafers to be processed, stored and / or transported - Google Patents

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Abstract

Träger für zu bearbeitende, aufzubewahrende und/oder zu transportierende Halbleiterwafer mit einer Vielzahl von parallel zu einander angeordneten Schlitzen (28, 120) zur axial ausgerichteten Aufnahme der Halbleiterwafer, wobei die Schlitze (28, 120) Stützabschnitte (46, 118) für die Halbleiterwafer aufweisen, und wenigstens eine Schnittstelle zum externen Anschließen des Trägers vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein Basisteil (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) aus einem ersten thermoplastischen Material, wobei die Stützabschnitte (46, 84, 96, 118, 139) und Verbindungsabschnitte (92) der Schnittstelle aus einem zweiten thermoplastischen Material geformt sind, wobei das Basisteil (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) mit den Stützabschnitten (46, 84, 96, 118, 139) und den Verbindungsabschnitten (92) umspritzt und thermophysikalisch fest verbunden ist, wodurch das erste thermoplastische Material einstückig mit dem zweiten thermoplastischen Material ist. Carrier for working, be stored and / or transported semiconductor wafer with a Variety of parallel slots (28, 120) for axially aligned receiving the semiconductor wafer, wherein the Slots (28, 120) Support sections (46, 118) for comprising the semiconductor wafers, and at least one interface for external connection of the carrier is provided, characterized by a base part (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) of a first thermoplastic material, wherein the support sections (46, 84, 96, 118, 139) and connecting sections (92) of the interface are formed from a second thermoplastic material, wherein the base part (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) with the support sections (46, 84, 96, 118, 139) and the connecting portions (92) overmolded and thermophysically bonded, whereby the first thermoplastic material one piece with the second thermoplastic material.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger für zu bearbeitende, aufzubewahrende und/oder zu transportierende Halbleiterwafer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ( US 4 872 554 ).The invention relates to a carrier for semiconductor wafers to be processed, stored and / or transported according to the preamble of claim 1, U.S. 4,872,554 ).

Derartige Träger werden zum Transportieren und Aufnehmen von Losen von Halbleiterwafern (Siliciumwafern) oder Magnetspeicherscheiben vor, während und nach Bearbeiten der Scheiben verwendet. Die Wafer werden zu integrierten Schaltkreisen und die Magnetspeicherscheiben für Speicherplatten für Computer verarbeitet. Für eine derartige Verarbeitung werden häufig verschiedene Schritte benötigt, d.h. die Scheiben werden wiederholt bearbeitet, gespeichert und transportiert. Aufgrund der Empfindlichkeit der Scheiben und ihrem hohen Wert ist es wichtig, daß sie optimal während der Verarbeitung durch einen entsprechenden Träger geschützt werden. Da die Verarbeitung automatisiert ist, ist es notwendig, daß die Scheiben präzise relativ zu den Verarbeitungseinrichtungen zum Herausnehmen und Einsetzen mittels Roboter positioniert werden. Ein weiterer Zweck des Trägers besteht im sicheren Halten der Scheiben während des Transports.such carrier are used to transport and pick up lots of semiconductor wafers (Silicon wafers) or magnetic disks before, during and used after editing the discs. The wafers become integrated Circuits and magnetic disk storage disks for computers processed. For Such processing often becomes different steps needed, i. the discs are repeatedly processed, stored and transported. Due to the sensitivity of the discs and their high value is it's important for her optimal during be protected by a corresponding carrier. Because the processing is automated, it is necessary that the discs are accurate relative to the processing facilities for removal and insertion be positioned by robot. Another purpose of the carrier is in the secure holding of the discs during transport.

Träger nehmen die Scheiben in Schlitzen axial zueinander ausgerichtet auf und stützen die Scheiben an oder benachbart zu ihren Umfangsrändern. Die Scheiben sind üblicherweise in radialer Richtung nach oben oder zur Seite hin herausnehmbar. Die Träger können mit ober- bzw. unterseitigen Deckeln oder mit Verkleidungen zum Einschließen der Scheiben versehen sein.Take carrier the slices are axially aligned with each other in slots and support the discs at or adjacent their peripheral edges. The Slices are common removable in the radial direction upwards or sideways. The carriers can with top or bottom covers or with panels for Include the Be provided with discs.

Es gibt eine Reihe von Materialeigenschaften, die für derartige Träger zweckmäßig und vorteilhaft sind.It There are a number of material properties that are useful for such carriers and are advantageous.

Bei der Verarbeitung von Halbleiterwafern oder Magnetspeicherscheiben stellt die Anwesenheit oder Erzeugung von Teilchen ein signifikantes Kontaminationsproblem dar, da eine Kontamination den Ausschuß erhöht. Mit der Reduzierung der Größe von integrierten Schaltkreisen wird auch die Größe der Teilchen, die einen integrierten Schaltkreis kontaminieren kann, kleiner, so daß die Minimierung von kontaminierenden Teilchen immer kritischer wird. Derartige Teilchen können durch Abrieb beim Einsetzen und Herausnehmen der Scheiben, der Trägerdeckel oder Aufnahmen, der Träger in Aufnahmegestelle oder bei Berührung mit anderen Trägern oder mit den Verarbeitungseinrichtungen entstehen. Ein Träger hat daher resistent in bezug auf die Erzeugung von Teilchen durch Abrieb seines Plastikmaterials zu sein. US 5 780 127 beschreibt verschiedene Eigenschaften von Plastikmaterialien, die diese als Materialien für Waferträger geeignet machen.In the processing of semiconductor wafers or magnetic disks, the presence or generation of particles poses a significant contamination problem, as contamination increases the rejects. With the size reduction of integrated circuits, the size of the particles which can contaminate an integrated circuit also becomes smaller, so that the minimization of contaminating particles becomes more and more critical. Such particles may be formed by abrasion during insertion and removal of the discs, the carrier lids or receptacles, the carrier in receiving rack or in contact with other carriers or with the processing equipment. A carrier must therefore be resistant to the generation of particles by abrasion of its plastic material. US 5,780,127 describes various properties of plastic materials that make them suitable as materials for wafer carriers.

Das Trägermaterial sollte ein minimales Ausgasen bezüglich flüchtiger Bestandteile besitzen, da diese Filme bilden können, die ebenfalls eine Kontaminierung verursachen.The support material should have a minimum outgassing of volatiles, since these films can form which also cause contamination.

Die Trägermaterialien müssen eine adäquate Formstabilität, d.h. Festigkeit, besitzen, wenn der Träger beladen ist, um eine Beschädigung der Scheiben zu vermeiden und eine Bewegung der Scheiben innerhalb des Trägers zu minimieren. Die Toleranz der die Scheiben haltenden Schlitze ist gewöhnlich sehr gering, und eine Verformung des Trägers kann unmittelbar die hochgradig brüchigen Wafer beschädigen oder den Abrieb vergrößern und so zur Teilchenerzeugung beitragen, wenn die Scheiben eingesetzt oder herausgenommen werden. Formstabilität ist ferner extrem wichtig, wenn der Träger in einer Richtung belastet wird, etwa wenn die Träger während des Transports gestapelt werden, oder wenn die Träger in die Verarbeitung eingeschlossen sind. Das Trägermaterial sollte auch bei erhöhten Temperaturen, die während des Speicherns und Säuberns auftreten können, seine Formstabilität behalten.The support materials have to an adequate one Dimensional stability, i.e. Strength, possess, when the carrier is loaded, to damage the To avoid slices and a movement of the discs within the carrier to minimize. The tolerance of the slices holding the discs is usually very low, and deformation of the carrier can directly affect the high degree friable Wafer damage or increase the abrasion and thus contribute to particle generation when the discs are used or taken out. Dimensional stability is also extremely important if the carrier is loaded in one direction, such as when the wearer during the Transports are stacked, or when the carriers are included in the processing are. The carrier material should also be elevated at Temperatures during saving and cleaning may occur, its dimensional stability to keep.

Bekannte, in der Halbleiterindustrie verwendete Träger können statische Ladungen entwickeln und halten. Wenn ein aufgeladenes Plastikteil mit einer elektronischen Einrichtung oder einer Verarbeitungseinrichtung in Kontakt gelangt, kann es zu einer schädlichen elektrostatischen Entladung kommen. Außerdem ziehen statisch aufgeladene Träger insbesondere durch die Luft getragene Teilchen an und halten diese. Abgesehen davon können statische Aufladungen zu Kurzschlüssen bei Halbleiterverarbeitungseinrichtungen führen. Dementsprechend sollte ein Träger aus einem Material bestehen, daß eine elektrostatische Aufladung vermeidet.Known, Carriers used in the semiconductor industry can develop static charges and hold. If a charged plastic part with an electronic Device or a processing device comes in contact, It can be harmful come electrostatic discharge. In addition, static charged carrier in particular airborne particles and hold them. Apart from that you can static charges to short circuits in semiconductor processing equipment to lead. Accordingly, a carrier should consist of a material that a prevents electrostatic charge.

Spurenmetalle stellen einen gewöhnlichen Bestandteil oder Rest in vielen potentiellen Waferträgermaterialien dar. Metallkontamination ist jedoch bei der Materialauswahl und dem Zusammenbau der Träger zu berücksichtigen. Eine Anionenkontamination von Trägermaterialien kann eine Kontamination sowie Korrosionsprobleme verursachen.trace metals make an ordinary ingredient or residue in many potential wafer carrier materials. Metal contamination However, it should be taken into account in the selection of materials and the assembly of the beams. Anionic contamination of support materials can cause contamination as well as corrosion problems.

In Trägern verwendete Materialien müssen außerdem chemisch kompatibel mit solchen Chemikalien sein, denen sie ausgesetzt werden. Obwohl zum Transport und zur Aufbewahrung verwendete Waferträger nicht zum chemischen Einsatz kommen, müssen sie resistent gegenüber Reinigungslösungen, wie üblicherweise verwendeten Lösungsmitteln, beispielsweise Isopropylalkohol, sein. Prozeßträger werden ultrareinen Säuren oder anderen strengen Chemikalien ausgesetzt.In carriers Materials used must also be chemical compatible with chemicals to which they are exposed. Although wafer carriers used for transportation and storage are not need to come for chemical use she is resistant to Cleaning solutions as usual used solvents, for example Isopropyl alcohol, be. Process carrier ultra pure acids or other severe chemicals.

Die Sichtbarkeit von Wafern in geschlossenen Behältern ist wünschenswert und kann vom Endverbraucher gefordert werden. Transparente Plastikmaterialien, wie Polycarbonate, sind für solche Behälter geeignet, wobei außerdem das Plastikmaterial billig sein soll, jedoch allgemein nicht die gewünschten Eigenschaften bezüglich elektrostatischer Aufladung oder Abriebfestigkeit aufweist. Weitere wichtige Eigenschaften stellen die Kosten des Materials für den Träger und die leichte Verarbeitbarkeit durch Spritzgießen dar. Träger werden typischerweise aus spritzgegossenen Plastikmaterialien, wie Polycarbonat (PC), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Perfluoralkoxy (PFA) und Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt.The visibility of wafers in closed containers is desirable and may be required by the end user. Transparent plastic materials, such as polycarbonates, are suitable for such containers, and in addition, the plastic material is said to be inexpensive, but generally does not have the desired electrostatic charging or abrasion resistance properties. Other important characteristics are the cost of the material for the backing and ease of injection molding. Backings are typically made from injection molded plastic materials such as polycarbonate (PC), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polypropylene (PP), polyethylene (PE), perfluoroalkoxy (PFA ) and polyetheretherketone (PEEK).

Füllstoffe, die dem Plastikmaterial zur Vermeidung der elektrostatischen Aufladung zugefügt werden, umfassen Kohlenstoffpulver oder -fasern, Metallfasern, metallbeschichtetes Graphit und organische (aminbasierte) Additive.fillers, the plastic material to avoid the electrostatic charge be added include carbon powder or fibers, metal fibers, metal coated Graphite and organic (amine-based) additives.

So sind Waferträger zum Transport und zur Aufbewahrung von Wafern bekannt, die aus einem einstückigen spritzgegossenen Teil bestehen, das wenigstens frontseitig ein H-förmiges Verbindungsorgan zum externen Anschließen des Trägers sowie Seitenwände aufweist, die Schlitze und untere gekrümmte oder aufeinanderzulaufende Abschnitte aufweisen, die der Krümmung der Wafer folgen, wobei der Träger ober- und unterseitig offen ist. Die Träger werden häufig mehrfach verwendet und dann weggeworfen, wobei sie zwischen den einzelnen Verwendungen in heißem Wasser und/oder anderen Chemikalien gewaschen und dann in Heißluft getrocknet werden. Hierbei sollte der Träger formstabil sein. Ein weiterer bekannter Träger besteht aus einem Behälter, der zur Aufnahme einer Trägereinheit mit H-förmigen Verbindungsorganen gestaltet ist. Solche Behälter werden üblicherweise als WIP-Behälter (Work in process)-Behälter bezeichnet.So are wafer carriers known for transporting and storing wafers made of a one-piece injection-molded Part consist, at least on the front side an H-shaped connecting member for external connection of the carrier as well as side walls has the slots and lower curved or converging Have sections that the curvature follow the wafer, the carrier is open at the top and bottom. The carriers are often multiple used and then thrown away, taking between uses in hot Washed water and / or other chemicals and then dried in hot air become. This should be the carrier be dimensionally stable. Another known carrier consists of a container, the for receiving a carrier unit with H-shaped Connecting organs is designed. Such containers are usually as a WIP container (Work in process) container called.

Ferner ist ein Träger in Form einer standardisierte mechanischen Interface-Schale bekannt, der aus einem Behälter besteht, der eine Trägereinheit mit H-förmigen Verbindungsorganen dicht aufnimmt und mechanisch mit der Verarbeitungseinrichtung verbindet. Derartige Träger können einen Verschluß für eine Bodenöffnung für den Zugang zu der Trägereinheit mit den Wafern besitzen. Auch sind derartige Träger mit Deckeln zum Verschließen von frontseitigen Öffnungen bekannt. Auch kann der Träger als Transportmodul ein Behältnis mit einer verschließbaren Frontöffnung und inneren Fächern zur Aufnahme der Wafer anstelle einer separaten Trägereinheit sein.Further is a carrier known in the form of a standardized mechanical interface shell that made a container consisting of a carrier unit with H-shaped connecting organs tightly receives and mechanically connects to the processing device. Such carriers can a closure for a bottom opening for access to the carrier unit own with the wafers. Also, such carriers are with lids for closing front openings known. Also, the carrier can as a transport module a container with a lockable front opening and internal subjects to accommodate the wafers instead of a separate carrier unit.

Ein für einen Teil eines Trägers ideales Material ist jedoch für einen anderen Teil des gleichen Trägers keinesfalls ideal. Beispielsweise ist PEEK ein Material, daß in bezug auf Abriebfestigkeit für Waferkontaktbereiche ideal, jedoch schwierig in bezug auf Spritzguß und im Vergleich zu anderen Plastikmaterialien sehr teuer ist. Für strukturelle Teile kann PEEK keine so gute Wahl wie andere Plastikmaterialien, etwa Polycarbonat, sein.One for one Part of a carrier however, ideal material is for a different part of the same support by no means ideal. For example PEEK is a material that in relating to abrasion resistance for Wafer contact areas ideal, but difficult in terms of injection molding and in the Compared to other plastic materials is very expensive. For structural PEEK parts can not be as good a choice as other plastic materials, for example Polycarbonate, be.

Dementsprechend ist es auch bekannt, verschiedene Teile des Träger separat herzustellen und diese dann zu einem Träger zusammenzusetzen. Dies führt jedoch dazu, daß ein Oberflächenkontakt zwischen verschiedenen Komponenten notwendig wird, durch den Teilchen oder Bereiche, die Kontaminierungssubstanzen einschließen, erzeugt werden und die schwierig zu reinigen sind. Zusätzlich kann das Zusammensetzen selbst Teilchen erzeugen, abgesehen davon, daß das Spritzgießen verschiedener Komponenten und deren Zusammensetzen aufwendig ist.Accordingly It is also known to manufacture different parts of the carrier separately and this then to a carrier reassemble. this leads to however, that one Surface contact between different components becomes necessary through the particle or Areas that include contaminants are generated and difficult to clean. In addition, the assembly can Even particles produce, besides that, the injection molding of different components and their assembly is complicated.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Träger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der aus für verschiedene Teile des Trägers jeweils günstigem Material besteht, jedoch die Bildung von Teilchen und kontaminierende Substanzen aufweisenden Bereichen bei seiner Herstellung vermeidet.task The invention is a carrier after to provide the preamble of claim 1, which is made for various Parts of the carrier each favorable Material exists, however, the formation of particles and contaminating Avoid substances containing areas in its production.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved according to the features of claim 1.

Der Träger wird dementsprechend aus wenigstens zwei unterschiedlich schmelzverarbeitbaren Plastikmaterialien gebildet, die strategisch zur optimalen Ausbildung positioniert werden, wobei eine thermophysikalische Verbindung zwischen diesen durch Überspritzen erzeugt wird. Die Verarbeitungs- und Spritzgießtemperaturen werden gesteuert, um eine optimale Verbindung zwischen den unterschiedlichen Materialien zu erreichen.Of the carrier Accordingly, it will consist of at least two different melt processable plastic materials strategically positioned for optimal training be, with a thermophysical connection between them by overspraying is produced. The processing and injection molding temperatures are controlled for an optimal connection between the different materials to reach.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further Embodiments of the invention are the following description and the dependent claims refer to.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention is described below with reference to the accompanying drawings illustrated embodiments explained in more detail.

1 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform eines Trägers. 1 shows in perspective an embodiment of a carrier.

2 zeigt perspektivisch den überspritzten Abschnitt des Trägers von 1. 2 shows in perspective the overmolded portion of the carrier of 1 ,

3 zeigt perspektivisch einen WIP-Behälter. 3 shows in perspective a WIP container.

4 zeigt perspektivisch einen geöffneten WIP-Behälter mit einem eingesetzten Träger. 4 shows in perspective an open WIP container with an inserted carrier.

5 zeigt eine Seitenansicht eines WIP-Behälters. 5 shows a side view of a WIP container.

6 zeigt perspektivisch einen Scheibenversandbehälter. 6 shows in perspective a disc shipping container.

7 zeigt einen Teil des Scheibenversandbehälters. 7 shows a part of the disc shipping container.

8 zeigt perspektivisch einen Transportbehälter. 8th shows in perspective a transport container.

9 zeigt auseinandergezogen den Transportbehälter von 8. 9 exploded shows the transport container of 8th ,

10 zeigt perspektivisch einen Waferträger. 10 shows in perspective a wafer carrier.

11 zeigt auseinandergezogen den Waferträger von 10. 11 exploded shows the wafer carrier of 10 ,

12 zeigt perspektivisch einen Prozeßträger. 12 shows in perspective a process carrier.

13 zeigt schematisch die Herstellung eines Trägers. 13 shows schematically the production of a carrier.

Der in 1 dargestellte Träger 20 besitzt eine Vorderwand 22, eine Rückwand 23, Seitenwände 24, 26, Schlitze 28 zur Aufnahme von Wafern, eine offene Oberseite 30 und ein Verbindungsorgan in Form eines H-förmigen Stegs 32. Jeder Schlitz 28 ist definiert durch ein Paar von Zähnen 34 zum Wafereingriff.The in 1 represented carrier 20 has a front wall 22 , a back wall 23 , Side walls 24 . 26 , Slits 28 for picking up wafers, an open top 30 and a connecting member in the form of an H-shaped web 32 , Every slot 28 is defined by a pair of teeth 34 to the wafer intervention.

Zusätzlich zu den H-förmigen Verbindungsorganen kann ein bodenseitiges Interface 38 vorhanden sein, das aus vier Füßen mit einem Kontakt an den Ecken 40 bestehen kann. Zusätzlich kann ein Griff 42 zur Aufnahme durch einen Roboter zusammen mit Flanschen 48 als Verbindungsorgan dienen. Der Träger 20 besteht aus einem Basisteil 44 und einem überspritzten Abschnitt 50, der Stützabschnitte 46 für Wafer bildet, so daß ein einstückiger Träger 20 gebildet wird.In addition to the H-shaped connecting members, a bottom-side interface 38 There are four feet with a contact at the corners 40 can exist. In addition, a handle 42 for receiving by a robot together with flanges 48 serve as a connecting organ. The carrier 20 consists of a base part 44 and an overmolded section 50 , the support sections 46 for wafer forms, so that a one-piece carrier 20 is formed.

In 2 ist der überspritzte Abschnitt 50 ohne das damit einstückige Basisteil 44 dargestellt, wobei der Abschnitt 50 die Stützabschnitte 46 für die Wafer als auch Nebenabschnitte 52 aufweist, die Strömungspfade für flüssiges überspritztes Material während des Spritzgießvorganges bilden. Dieser Abschnitt gibt die Konfiguration des Formhohlraums zum Umspritzen wieder.In 2 is the over-sprayed section 50 without the one-piece base part 44 shown, with the section 50 the support sections 46 for the wafers as well as secondary sections 52 comprising flow paths for liquid overmolded material during the injection molding process. This section shows the configuration of the mold cavity for overmoulding.

Das Basisteil 44 wird vorzugsweise aus einem billigen, formstabilen, leicht spritzgießbaren Plastikmaterial, wie Polycarbonat, gegebenenfalls mit einem Füllstoff aus Kohlenstoffasern, spritzgegossen. Danach kann der umspritzte Abschnitt 50 aus einem anderen schmelzflüssig verarbeitbaren kristallinen Plastikmaterial, wie PEEK, gegebenenfalls mit einem Füllstoff in Form von Kohlenstoffasern, gespritzt werden. Diese Materialien sind in bezug auf ihre morphologische Struktur und ihre Verarbeitungstemperaturen unterschiedlich. Andere Paare von morphologisch unterschiedlichen Materialien können ebenfalls mit ähnlichen Vorteilen verwendet werden. Das amorphe Material, Polycarbonat, und das kristalline Material, PEEK, bilden eine thermophysikalische Verbindung, wenn das amorphe Material mit dem kristallinen Material in geschmolzenem Zustand in Kontakt gelangt. Es wird angenommen, daß die Verbindung aufgrund des Anstiegs der Oberflächenenergie des polymeren Glases an der Grenzfläche zustandekommt. Wenn daher die heiße amorphe Schmelze in Kontakt mit dem polymeren Glas, dem Polycarbonat, gelangt, erhöht sich die Oberflächenenergie des polymeren Glases und die heiße Schmelze kristallisiert an der Grenzfläche beim Abkühlen. Es wird angenommen, daß der Kristallisationsprozeß zur Verbindung der beiden Materialien beiträgt. Die Wärme dissipiert in das polymere Glas mit sehr geringer Geschwindigkeit wegen der geringen spezifischen Wärme des Glases, so daß die heiße Schmelze des PEEK mit einer niedrigeren Geschwindigkeit abkühlt, wodurch die Kristallinität an der Grenzfläche verstärkt wird. Wenn dieser Vorgang beim Spritzgießen stattfindet, wird das hergestellte Produkt an der Grenzfläche des polymeren Glases einen höheren Kristallinitätsgrad aufweisen als an der Grenzfläche des polymeren Glases und dem Stahl der Spritzgießform, weil die spezifische Wärme von Stahl und polymerem Glas entsprechend unterschiedlich sind.The base part 44 is preferably injection molded from a cheap, dimensionally stable, easily injection moldable plastic material such as polycarbonate, optionally with a carbon fiber filler. Thereafter, the overmolded section 50 from another melt-processable crystalline plastic material, such as PEEK, optionally with a filler in the form of carbon fibers, are injected. These materials are different in morphological structure and processing temperatures. Other pairs of morphologically different materials may also be used with similar advantages. The amorphous material, polycarbonate, and the crystalline material, PEEK, form a thermophysical compound when the amorphous material contacts the crystalline material in a molten state. It is believed that the compound is due to the increase in the surface energy of the polymeric glass at the interface. Therefore, when the hot amorphous melt comes in contact with the polymeric glass, the polycarbonate, the surface energy of the polymeric glass increases and the hot melt crystallizes at the interface upon cooling. It is believed that the crystallization process contributes to the bonding of the two materials. The heat dissipates into the polymeric glass at a very slow rate because of the low specific heat of the glass so that the hot melt of the PEEK cools at a slower rate, thereby enhancing crystallinity at the interface. When this process takes place in injection molding, the product produced will have a higher degree of crystallinity at the interface of the polymeric glass than at the interface of the polymeric glass and the steel of the injection mold because the specific heat of steel and polymeric glass will be correspondingly different.

Bevorzugt wird das polymere Glas, d.h. Polycarbonat, zunächst gespritzt, wonach der so gebildete Formling erneut in eine Spritzgießform gebracht und mit PEEK gespritzt wird. Hierbei wird die Formtemperatur idealerweise unterhalb der Glasübergangstemperatur des Polycarbonats gehalten, die etwa 149°C beträgt, um eine Beeinträchtigung des Basisteils 44 aus Polycarbonat zu vermeiden. Der überspritzte Abschnitt 50 wird so positioniert und ausgebildet, daß aufgenommene Wafer nicht mit dem Polycarbonat in Kontakt gelangen können.Preferably, the polymeric glass, ie polycarbonate, first injected, after which the molded article thus formed is placed again in an injection mold and sprayed with PEEK. Here, the mold temperature is ideally kept below the glass transition temperature of the polycarbonate, which is about 149 ° C, to a deterioration of the base part 44 Made of polycarbonate. The over-sprayed section 50 is positioned and formed such that received wafers can not contact the polycarbonate.

Ein alternatives amorphes Material ist Polyetherimid (PEI). Die dabei stattfindende Verbindung kann eine chemische Verbindungskomponente aufweisen.One alternative amorphous material is polyetherimide (PEI). The case A compound that takes place can be a chemical compound exhibit.

Verschiedene Arten von Verbindungskomponenten können beim Verbinden des überspritzten Abschnitts 50 mit dem Basisteil 44 verwendet werden. Es wird angenommen, daß eine thermophysikalische Verbindung eintritt, wenn das geschmolzene, überspritzte Material in Kontakt mit dem nicht geschmolzenen, bereits verfestigten Basisteil 44 gelangt. Thermophysikalisches Verbinden tritt auf, wenn die Moleküle von zwei Teilen zwischen drei Molekularradien gelangen.Various types of connection components may be used in joining the overmolded portion 50 with the base part 44 be used. It is believed that thermophysical compounding occurs when the molten over-molded material is in contact with the unmelted, already solidified base portion 44 arrives. Thermophysical bonding occurs when the molecules pass from two parts between three molecular radii.

Der in den 3, 4 und 5 dargestellte WIP-Behälter 60 nimmt einem Wafertäger 62 mit H-förmigen Verbindungsorganen auf und besitzt ein Basisteil 66 und einen Deckelteil 64. Der Waferträger 62 sitzt in dem Basisteil 66. Hierbei können verschiedene Komponenten des so gebildeten Trägers durch Überspritzen gebildet sein, um eine entsprechend vorteilhafte Ausgestaltung zu erhalten. Beispielsweise kann der Deckelteil 64 aus Polycarbonat bestehen, wobei das Gelenk 68 zur Anbringung an dem Deckelteil 64 mit PEEK überspritzt ist.The in the 3 . 4 and 5 illustrated WIP container 60 takes a wafer carrier 62 with H-shaped connecting organs and has a base part 66 and a lid part 64 , The wafer carrier 62 sits in the base part 66 , In this case, various components of the support thus formed may be formed by overmolding in order to obtain a correspondingly advantageous embodiment. For example, the lid part 64 Made of polycarbonate, the joint 68 for attachment to the lid part 64 over-injected with PEEK.

Ferner kann ein in 4 sichtbares Polycarbonatfenster 70 zunächst in einer gewünschten Form und Größe gespritzt und dann in die Form für den Deckelteil 64 eingesetzt und überspritzt werden. In diesem Falle wird eine Verbindung ohne Klebstoffe oder mechanische Befestigungsmittel gebildet.Furthermore, an in 4 visible polycarbonate window 70 first sprayed in a desired shape and size and then in the mold for the lid part 64 be inserted and overmolded. In this case, a connection is formed without adhesives or mechanical fasteners.

Der in 6 und 7 dargestellte Versandbehälter für Magnetspeicherscheiben umfaßt einen Basisteil 76, einen Deckelteil 78 sowie einen Abschnitt 79, der durch Spritzgießen eines Trägerabschnitts 82 des Basisteils 44 und anschließendes Überspritzen der Stützabschnitte 84 für die Magnetspeicherscheiben gebildet wird. Hierbei kann der Trägerabschnitt 82 wiederum aus Polycarbonat oder einem ähnlichen Material gebildet sein, während die Stützabschnitte 84 aus PEEK oder einem ähnlichen Material hergestellt sein können.The in 6 and 7 illustrated shipping container for magnetic storage discs comprises a base part 76 , a lid part 78 as well as a section 79 by injection molding a carrier section 82 of the base part 44 and then overmolding the support sections 84 is formed for the magnetic storage discs. Here, the support section 82 again be formed of polycarbonate or a similar material, while the support sections 84 may be made of PEEK or similar material.

Der in 8 und 9 dargestellte Transportbehälter für große Halbleiterwafer von beispielsweise 300 mm Durchmesser umfaßt einen Waferträgerabschnitt 90, der aus einem Boden 91 mit Eingriffsabschnitten bzw. Verbindungsabschnitten 92, aufrechten Säulen 94 mit Aufnahmefächern 96 für Wafer und einem Deckwandungsabschnitt 98 besteht. Die Aufnahmefächer 96 für Wafer besitzen einen überspritzten Abschnitt 99, der denjenigen Abschnitt bildet, der die Wafer kontaktiert. Die Verbindungsabschnitte 92 können ebenfalls einen umspritzten Abschnitt bilden, der mit externen Einrichtungen in Kontakt gebracht wird.The in 8th and 9 illustrated transport container for large semiconductor wafer, for example, 300 mm in diameter comprises a wafer carrier section 90 that made a ground 91 with engaging portions or connecting portions 92 , upright columns 94 with storage compartments 96 for wafers and a cover wall section 98 consists. The storage compartments 96 for wafers have an overmolded section 99 which forms the portion that contacts the wafers. The connecting sections 92 may also form an overmolded portion that is brought into contact with external devices.

Bei dem in 12 dargestellten Waferträger handelt es sich um einen Prozeßträger 110, der ein Basisteil aufweist, das Wandabschnitte 112 und 114 umfaßt, zwischen denen sich Arme 116 erstrecken. Jeder der Arme 116 besitzt eine Vielzahl von Zähnen 118, die Schlitze 120 zum Halten von Wafern während deren Verarbeitung bilden. Der Außenumfang der Arme 116 und die Zähne sind hierbei durch Überspritzen des Basisteils 122 gebildet.At the in 12 illustrated wafer carrier is a process carrier 110 having a base part, the wall sections 112 and 114 between which there are arms 116 extend. Each of the arms 116 has a variety of teeth 118 , the slots 120 to hold wafers during their processing. The outer circumference of the arms 116 and the teeth are by overmolding the base part 122 educated.

Der in den 10 und 11 dargestellte Träger besteht aus mehreren zusammengesetzten Teilen, die Seitenwandabschnitte 124 als auch einen Trägerrahmen 126 umfassen. Die Seitenwandabschnitte 124 sind in den Trägerrahmen 126 eingesetzt. Zusätzlich kann ein Roboterflansch oder Maschinen-Interface 132 an der Rückseite 134 des Trägers vorgesehen sein. In diesem Falle ist jeder Seitenwandabschnitt 124 mit Waferstützabschnitten 139 überspritzt, um die Teilchenerzeugung durch Abrieb beim Einsetzen oder Herausnehmen der Wafer zu minimieren. Das Überspritzen kann mit engeren dimensionellen Toleranzen als beim Basisteil vorgenommen werden, um ein Positionieren von Wafern mit geringfügigen Toleranzen zu ermöglichen.The in the 10 and 11 shown carrier consists of several composite parts, the side wall sections 124 as well as a support frame 126 include. The sidewall sections 124 are in the carrier frame 126 used. In addition, a robot flange or machine interface 132 at the back 134 be provided of the wearer. In this case, each sidewall section 124 with wafer support sections 139 oversprayed to minimize particle generation by abrasion during insertion or removal of the wafers. The overmolding can be done with narrower dimensional tolerances than the base part to allow positioning of wafers with marginal tolerances.

Gemäß 13 wird eine Form 128 verwendet, um ein Basisteil 130, wie etwa das dargestellte Seitenwandteil, durch Spritzgießen zu erzeugen. Das Basisteil 130 wird dann in einer weiterer Form (oder gegebenenfalls auch in der gleichen Form mit einem dann entfernten Formeinsatz) angeordnet. Nach Schließen der Form findet das Überspritzen, etwa mit PEEK, statt. Die so gebildeten Teile können in diesem Fall zu einem Träger 136, beispielsweise entsprechend 10, zusammengesetzt werden.According to 13 becomes a form 128 used to be a base part 130 , such as the illustrated sidewall portion, by injection molding. The base part 130 is then placed in another form (or optionally also in the same mold with a mold insert then removed). After closing the mold, the overmolding takes place, for example with PEEK. The parts thus formed may in this case become a carrier 136 , for example, accordingly 10 to be put together.

Bei speziellen Anwendungen kann es zweckmäßig sein, wenn das zunächst spritzgegossene Teil von relativ geringem Volumen im Vergleich zum überspritzten Abschnitt ist. In anderen Anwendungen kann das zunächst zu verspritzende thermoplastische Material an kritischen Stellen einer Form, beispielsweise den Waferstützbereichen, angeordnet werden, wobei man sich dieses Material verfestigen läßt, wonach ein Trägerabschnitt ohne Formänderung überspritzt wird.at special applications, it may be useful if the first injection molded Part of relatively small volume compared to over-injected Section is. In other applications this may initially be too splashing thermoplastic material at critical points of a Shape, for example the wafer support areas, can be arranged, whereby it is possible to solidify this material, after which a carrier section over molded without deformation becomes.

Es kann auch vorgesehen sein, daß sich die beiden Materialien in geschmolzenem Zustand miteinander verbinden. Zwar liefert ein gleichzeitiges Einspritzen keine präzise Anordnung der Grenzfläche zwischen den beiden Abschnitten, jedoch benötigt man keine zweite Form und nicht die Verfahrensschritte der Verfestigung, des Entfernens des einen Abschnitts aus der Form und der Anordnung hiervon in einer zweiten Form. It can also be provided that connect the two materials together in a molten state. Although a simultaneous injection does not provide a precise arrangement the interface between the two sections, but you do not need a second form and not the process steps of solidification, removal the one section of the mold and the arrangement thereof in one second form.

2020
Trägercarrier
2222
Vorderwandfront wall
2323
Rückwandrear wall
2424
SeitenwandSide wall
2626
SeitenwandSide wall
2828
Schlitzslot
3030
(offene) Oberseite(open) top
3232
(H-förmiger) Steg(H-shaped) web
3434
Zähneteeth
3838
Interfaceinterface
4040
Eckecorner
4242
GriffHandle
4444
Basisteilbase
4646
Stützabschnittsupport section
4848
Flanschflange
5050
(überspritzter bzw. umspritzter) Abschnitt(Overspray or overmolded) section
5252
Nebenabschnittnext section
6060
WIP-BehälterWIP container
6262
Waferträgerwafer carrier
6464
Deckelteilcover part
6666
Basisteilbase
6868
Gelenkjoint
7070
Polycarbonatfensterpolycarbonate window
7676
Basisteilbase
7878
Deckelteilcover part
7979
Abschnittsection
8282
Trägerabschnittsupport section
8484
Stützabschnittsupport section
9090
WaferträgerabschnittWafer carrier section
9191
Bodenground
9292
Verbindungsabschnittconnecting portion
9494
Säulepillar
9696
Aufnahmefächer (für Wafer)Storage compartments (for wafers)
9898
DeckwandungsabschnittDeckwandungsabschnitt
9999
(überspritzter) Abschnitt(Overspray) section
110110
Prozeßträgerprocess support
112112
Wandabschnittwall section
114114
Wandabschnittwall section
116116
Armpoor
118118
Zahntooth
120120
Schlitzslot
122122
Basisteilbase
124124
SeitenwandabschnittSidewall portion
126126
Trägerrahmensupport frame
128128
Formshape
130130
Basisteilbase
132132
Maschinen-InterfaceMachine interface
134134
Rückseiteback
136136
Trägercarrier
139139
WaferstützabschnittWafer support section

Claims (10)

Träger für zu bearbeitende, aufzubewahrende und/oder zu transportierende Halbleiterwafer mit einer Vielzahl von parallel zu einander angeordneten Schlitzen (28, 120) zur axial ausgerichteten Aufnahme der Halbleiterwafer, wobei die Schlitze (28, 120) Stützabschnitte (46, 118) für die Halbleiterwafer aufweisen, und wenigstens eine Schnittstelle zum externen Anschließen des Trägers vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein Basisteil (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) aus einem ersten thermoplastischen Material, wobei die Stützabschnitte (46, 84, 96, 118, 139) und Verbindungsabschnitte (92) der Schnittstelle aus einem zweiten thermoplastischen Material geformt sind, wobei das Basisteil (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) mit den Stützabschnitten (46, 84, 96, 118, 139) und den Verbindungsabschnitten (92) umspritzt und thermophysikalisch fest verbunden ist, wodurch das erste thermoplastische Material einstückig mit dem zweiten thermoplastischen Material ist. Carrier for semiconductor wafers to be processed, stored and / or to be transported, with a plurality of slits arranged parallel to one another (US Pat. 28 . 120 ) for axially receiving the semiconductor wafers, wherein the slots ( 28 . 120 ) Supporting sections ( 46 . 118 ) for the semiconductor wafers, and at least one interface for external connection of the carrier is provided, characterized by a base part ( 44 . 64 . 70 . 82 . 90 . 112 . 124 ) of a first thermoplastic material, wherein the support sections ( 46 . 84 . 96 . 118 . 139 ) and connecting sections ( 92 ) of the interface are formed from a second thermoplastic material, wherein the base part ( 44 . 64 . 70 . 82 . 90 . 112 . 124 ) with the support sections ( 46 . 84 . 96 . 118 . 139 ) and the connecting sections ( 92 ) and thermophysically bonded, whereby the first thermoplastic material is integral with the second thermoplastic material. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil aus einem thermoplastischen Material mit im wesentlichen amorpher Struktur gespritzt und mit einem thermoplastischen Material mit im wesentlichen kristalliner Struktur umspritzt ist.carrier according to claim 1, characterized in that the base part of a thermoplastic Material with essentially amorphous structure sprayed and with a thermoplastic material having substantially crystalline Structure is overmoulded. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Umspritzen verwendete zweite thermoplastische Material eine große Abriebfestigkeit besitzt.carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the Overmolding used second thermoplastic material has a high abrasion resistance has. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (44, 64, 70, 82, 90, 112, 124) aus einem Polycarbonat besteht, das mit einem Polyetheretherketon oder Polyetherimid umspritzt ist.Support according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base part ( 44 . 64 . 70 . 82 . 90 . 112 . 124 ) consists of a polycarbonate, which is encapsulated with a polyetheretherketone or polyetherimide. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Waferträger mit wenigstens einem H-förmigen Verbindungssteg (32) als eine Schnittstelle zum externen Verbinden des Trägers ist.Carrier according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier is a wafer carrier with at least one H-shaped connecting web ( 32 ) as an interface for externally connecting the carrier. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Scheiben aufnehmendes, gegebenenfalls verschließbares Behälterteil (64, 66, 76, 78) vorgesehen ist.Carrier according to one of claims 1 to 5, characterized in that a disc receiving, optionally closable container part ( 64 . 66 . 76 . 78 ) is provided. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützabschnitte (46, 84, 96, 118, 139) als Fächerleisten (96) ausgebildet sind.Support according to one of claims 1 to 6, characterized in that the support sections ( 46 . 84 . 96 . 118 . 139 ) as fan strips ( 96 ) are formed. Verfahren zum Herstellen eines Trägers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße amorphe Schmelze des ersten thermoplastischen Materials in Kontakt mit einem polymeren Glas des zweiten thermoplastischen Materials beim Spritzgießen gelangt, wobei an der Grenzfläche des polymeren Glases ein höherer Kristallinitätsgrad als an der Grenzfläche des polymeren Glases und der Spritzgießform erreicht wird. A method for producing a carrier according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the name is amorphous melt of the first thermoplastic material in contact with a polymeric glass of the second thermoplastic material in injection molding passes, being at the interface of the polymeric glass a higher crystallinity as at the interface the polymeric glass and the injection mold is achieved. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites thermoplastisches Material ein Polyetheretherketon oder ein Polyetherimid verwendet wird, das vorzugsweise mit Kohlenstoffasern gefüllt ist.Method according to claim 8, characterized in that that as second thermoplastic material is a polyetheretherketone or a polyetherimide is used, which is preferably filled with carbon fibers. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zum Überspritzen verwendeten Spritzgießform unter der Glastemperatur des ersten thermoplastischen Materials gehalten wird.Method according to claim 9, characterized in that that the Temperature of overspray used injection mold below the glass transition temperature of the first thermoplastic material is held.
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